CN217882274U - 采用一体冷却的光纤激光器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及激光加工技术领域，公开了一种采用一体冷却的光纤激光器，包括机柜、输出头、冷却装置、激光模块，以及控制所述冷却装置及激光模块工作的控制模块，所述冷却装置包括压缩机、冷凝器、冷媒板、水泵、水箱以及设于所述水箱内的换热装置；所述压缩机、冷凝器及冷媒板通过制冷管道依次首尾连接，所述换热装置并联在所述压缩机和冷媒板之间，所述输出头内设有冷却水道，所述水泵、水箱及冷却水道通过冷却水管依次首尾连接；所述激光模块、控制模块、压缩机、冷凝器、水泵及水箱均设置于所述机柜内；所述激光模块包括机箱及设于所述机箱内的光路模块，所述冷媒板密封的设置于所述机箱内，所述光路模块设置在所述冷媒板上，以冷却所述光路模块。

Description

采用一体冷却的光纤激光器

【技术领域】

本实用新型实施例涉及激光加工技术领域，尤其涉及一种采用一体冷却的光纤激光器。

【背景技术】

近年，随着国家工业发展越来越快，越来越多的光纤激光器厂商开始投入先进技术/充足资金，开发出更多、更高功率的多模块连续光纤激光器。现有激光器的内部的冷却大多还是采用水冷方式。由于水冷散热必须通过水冷机和水箱来持续循环冷却水给水冷板散热，并且目前水冷机和水箱大多采用外置于激光器外的形式，导致激光器的必须固定放置，无法移动，并且会增加激光器的体积和占用空间。此外水冷散热比较容易产生凝露现象，使激光器模块的输出功率降低。

申请号为“CN201821204865.X”，专利名称为“一体式集成水冷系统的大功率光纤激光器”的中国专利中，公开了一种一体式集成水冷系统的大功率光纤激光器，包括一个带有去离子功能的激光器水冷机和一安装在所述带有去离子功能的激光器水冷机内部一个侧面的激光器机柜，在所述激光器机柜内部安装有大功率光纤激光器模块和激光器电源模块；所述大功率光纤激光器模块由所述带有去离子功能的激光器水冷机提供的冷却水进行冷却。该方案虽然可以解决采用水冷方案导致激光器体积庞大、无法移动及冷却效率低的问题。

但是，冷却模式单一，并且此种冷却模式只采用水冷给激光器散热，冷却效率低的问题，随着激光器功率的提升，冷水机的体积重量及功耗就必须加大，才能满足激光器散热的需求；同时冷水板的单位面积的热传导效率无法满足激光器的泵浦源高密度热量传导的需求，从而导致实际泵浦的温度偏高，而无法保证泵浦源电光转换的波长一定性。在高温状况下，激光器的效率偏低或停止工作。

【实用新型内容】

本实用新型实施例旨在提供一种采用一体冷却的光纤激光器，冷却装置在主控模块的控制下，通过冷媒在冷媒板内循环给激光模块散热，冷媒通过换热装置水箱的冷却水进行热交换，通过冷却水循环给输出头进行散热，提高了冷却散热的效率。

本实用新型实施例解决其技术问题采用以下技术方案：

一种采用一体冷却的光纤激光器，包括机柜、输出头、冷却装置、激光模块，以及控制所述激光模块及冷却装置工作的控制模块，所述冷却装置包括压缩机、冷凝器、冷媒板、水泵、水箱以及设于所述水箱内的换热装置；所述压缩机、冷凝器及冷媒板通过制冷管道依次首尾连接，所述换热装置通过制冷管道连接在所述压缩机和冷媒板之间，所述输出头内设有冷却水道，所述水泵、水箱及冷却水道通过冷却水管依次首尾连接；所述激光模块、控制模块、压缩机、冷凝器、水泵及水箱均设置于所述机柜内；所述激光模块包括密封的机箱及设置于所述机箱内的光路模块，所述冷媒板密封的设置于所述机箱内，所述光路模块设置在所述冷媒板上，以冷却所述光路模块。

作为优选方案，所述冷凝器由所述机柜的顶部向内倾斜至所述机柜的底部，所述激光模块、控制模块、压缩机及水箱围设在所述冷凝器的外侧，并位于所述机柜不同的侧面上。

作为优选方案，所述冷凝器对称设置，所述压缩机位于其中一个冷凝器的外侧，所述水箱位于另一个冷凝器的外侧。

作为优选方案，所述压缩机、水泵及水箱设于所述机柜的中部，所述冷凝器及控制模块围设于压缩机、水泵及水箱的外侧，并位于所述机柜不同的侧面。

作为优选方案，所述激光模块设于所述机柜侧面，所述激光模块与所述冷凝器或控制模块同侧。

作为优选方案，所述机柜被分隔成独立第一容纳室及第二容纳室，所述压缩机、冷凝器、水泵及水箱设于所述第一容纳室内，所述激光模块设于所述第二容纳室内。

作为优选方案，所述机柜的顶部设有风机，所述机柜的顶板正对着所述风机的位置设有出风口，所述机柜的底板上或正对着所述冷凝器的侧板上密集的排布有多个进风口。

作为优选方案，所述机箱包括箱体及与所述箱体适配的盖体，所述盖体与所述箱体的结合处设有密封胶条；所述机箱的侧壁设有与所述冷媒板的冷却通道连通的冷媒管接头，所述冷媒板通过所述冷媒管接头与所述冷却管道连接，所述冷媒管接头与所述机箱侧壁的接合处设有密封圈；所述控制模块通过电缆与所述激光模块连接，所述电缆与所述机箱的侧壁的结合处设有电缆防水锁头或密封航空插头；所述激光模块连接有用于传输激光的铠缆，所述铠缆通过法兰接头与所述机箱的侧壁连接，所述法兰接头与所述机箱的侧壁之间设有密封胶垫。

作为优选方案，所述控制模块包括激光器主控板、冷却装置控制板、电源模块、泵浦源驱动器、压缩机驱动器及电控盒，激光器主控板、冷却装置控制板设于所述电控盒内，所述电源模块、泵浦源驱动器、压缩机驱动器设于所述水箱上；或者，所述激光器主控板、冷却装置控制板、电源模块、泵浦源驱动器、压缩机驱动器及电控盒，激光器主控板、冷却装置控制板、电源模块、泵浦源驱动器、压缩机驱动器均设于所述电控盒内。

作为优选方案，所述控制模块还包括设置在所述电控盒背面的散热装置；当所述电源模块、泵浦源驱动器、压缩机驱动器设置于所述电控盒内时，所述散热装置包括与所述电源模块位置相对应第一散热器，以及与所述泵浦源驱动器及压缩机驱动器位置相对应的第二散热器。

本实用新型的有益效果是：将激光模块、控制模、压缩机、冷凝器、水泵及水箱均集成设置于机柜内，实现了激光器的冷却一体化设计，减小了激光器的总体积、重量以及占用空间，同时提高了激光器的可移动性；激光模块做了模块化设计，将光路模块与冷媒板在机箱内进行了密封处理，使激光模块内部的光路模块更不容易接触外部环境，避免了凝露的现象发生；激光模块采用了冷媒板直接冷却，使激光模块的机箱的外部接口更少，更容易进行密封处理，密封性更高。

【附图说明】

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本实用新型一实施例的采用一体冷却的光纤激光器整体结构示意图；

图2为图1所示实施例的采用一体冷却的光纤激光器的机柜内部一个视角的结构示意图；

图3为图1所示实施例的采用一体冷却的光纤激光器的机柜内部另一个视角的结构示意图；

图4为图1所示实施例的采用一体冷却的光纤激光器的冷凝器的设置方式示意图；

图5为本实用新型另一实施例的采用一体冷却的光纤激光器的机柜内部一个视角的结构示意图；

图6为图5所示实施例的采用一体冷却的光纤激光器的机柜内部另一个视角的结构示意图；

图7为本实用新型另一实施例的采用一体冷却的光纤激光器的机柜内部一个视角的结构示意图；

图8为图7所示实施例的采用一体冷却的光纤激光器的机柜内部另一个视角的结构示意图；

图9为本实用新型一实施例的激光模块的整体结构示意图；

图10为本实用新型一实施例的水箱的结构示意图；

图11为本实用新型一实施例的控制模块一个视角的结构示意图；

图12为本实用新型一实施例的控制模块另一个视角的结构示意图。

【具体实施方式】

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”/“固接于”/“安装于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

结合图1至图12所示，本实用新型实施例提供了一种采用一体冷却的光纤激光器，包括机柜1、输出头2、冷却装置、激光模块4，以及控制冷却装置和激光模块4工作的控制模块5。

其中，冷却装置包括压缩机31、冷凝器32、冷媒板(未标示)、风机34、水泵35、水箱36以及设置于水箱36内的换热装置(未标示)例如盘管换热器。其中，激光模块4、控制模块5、压缩机31、冷凝器32、水泵35及水箱36均设置于机柜1内。激光模块4包括密封的机箱及设置于机箱内的光路模块(未标示)，冷媒板密封的设置于机箱内，光路模块设置在冷媒板上，以冷却光路模块。

压缩机31、冷凝器32、冷媒板通过制冷管道(例如铜管、铝管等)依次首尾连接形成第一冷却回路，由于冷媒板密封的设置在激光模块4内，当冷媒在该第一冷却回路中循环流动时，通过冷媒流过冷媒板给激光模块4进行冷却散热。

换热装置通过制冷管道并联连接在压缩机31和冷媒板之间，通过压缩机31、冷凝器32、冷媒板及换热装置的串接形成第二冷却回路，冷媒在第二冷却回路中循环流动时，冷媒首先流入冷媒板，通过冷媒板给激光模块4冷却散热，然后从冷媒板流出的冷媒再流入到换热装置，通过换热装置给水箱36内的冷却水进行降温冷却，最后从换热装置流出的高温冷媒再流回到压缩机31开始下一次制冷循环。

水泵35、水箱36以及设置于输出头2内的冷却水道通过冷却水管37首尾依次连接形成第三冷却回路，通过水泵35提供动力，使冷却水在第三冷却回路中循环流动，冷却水循环流入输出头2内的冷却水道带走输出头2产生的热量，实现给输出头2进行冷却散热的目的。水箱36内的冷却水通过第二冷却回路中的冷媒流过换热装置进行降温冷却。

由于将激光模块4、控制模块5、压缩机31、冷凝器32、水泵35及水箱36均集成设置于机柜1内，实现了激光器的冷却一体化设计，减小了激光器的总体积、重量以及占用空间，同时提高了激光器的可移动性。

此外，通过压缩机31及冷凝器32的压缩制冷模式，给冷媒板提供冷媒用于给激光模块5冷却散热，相较于传统的水冷方案而言，制冷效率更高，制冷温度更低，可快速带走激光模块5内部产生的热量，散热效率更高。

压缩机31及冷凝器32的压缩制冷模式给冷媒板提供冷媒后，从冷媒板流出的冷媒再流入到换热装置，通过换热装置给水箱36内的冷却水进行降温冷却。通过水泵35提供动力使水箱36内的冷却水循环的流经输出头2的冷却水道，以给输出头2进行冷却散热，提高了冷却系统的冷却效率，简化了冷却系统的结构布局。

为了合理利用机柜1内的空间，简化机柜1内的整体结构，缩减机柜1的体积，以及考虑整个激光器的冷却散热布局设计，提高散热效率，激光模块4、控制模块5、压缩机31、冷凝器32、水泵35及水箱36等部件在机柜1内的布局设置方式可以有多种。

例如，结合图1至图4所示，机柜1可以设计成只有一个收容室的整体机柜，冷凝器32设计成扁平状的长方体结构，冷凝器32由机柜1的顶部向机柜内侧倾斜至机柜1的底部，激光模块4、控制模块5、压缩机31、水泵35及水箱36围设在冷凝器32的外侧，并位于机柜1不同的侧面上，以充分利用机柜1内的空间。

如图2及图3所示，激光模块4、控制模块5及水箱36均设置为与机柜1的侧面形状相适配的长方体状，使得激光模块4、控制模块5及压缩机31、水箱36分别围合在冷凝器32的外侧，以充分利用机柜1内的体积。冷凝器32的一端与机柜1的顶板连接固定，冷凝器32的另一端与机柜1的底板连接固定。激光模块4及控制模块5均整体安装固定在机柜1的不同的侧面框架上，压缩机31、水泵35及水箱36均固定安装在机柜1的底板上。

优选的，冷凝器32可以设置为多个，多个冷凝器32可两个一组对称设置，例如冷凝器32的数量设置为两个，两个冷凝器32对称设置，均自上而下向机柜1的内侧倾斜设置，压缩机31位于其中一个冷凝器32的外侧，水箱36位于另一个冷凝器32的外侧。

机柜1的顶板上设有风机34，该顶板正对着风机34的位置设有出风口，机柜1的底板上密集的排布有多个进风口。当然密集排布的多个进风口也可设置在机柜1的侧板上，此种方式尤其适用于冷凝器32设置在机柜1的侧面的情况。因此，进风口设置方式可根据冷凝器32的具体安装布置方式而定。

风机34运转时，抽走机柜1内的空气，迫使外部气流从进风口进入机柜1内，穿过冷凝器32的同时带走冷凝器32散发的热量，实现空气流动与冷凝器32进行热交换的目的，空气再从出风口流出，使空气在不断的在机柜1内循环流动，循环流动的空气同时也可对控制模块5进行散热，实现冷凝器32的热交换及控制模块5的冷却散热共用一个风机23进行散热的效果。此外，循环流动的空气也有助于保持机柜1内的温度和湿度处于正常范围。

当然，激光模块4、控制模块5、压缩机31、冷凝器32、水泵35及水箱36等部件在机柜1内还可以是如下布局：

结合图5及图6所示，压缩机32、水泵35、水箱36均设置在机柜1的底板上，且位于机柜1的中部位置，激光模块4、控制模块5及冷凝器32均设置为与机柜1的侧面形状相适配的扁平状的长方体结构，激光模块4、控制模块5及冷凝器32分别围设在压缩机32、水泵35、水箱36的四周，且位于机柜1不同的侧面上。此种布局形式同样可以实现充分利用机柜1的体积。

由于冷凝器32此时设置在机柜1的侧面上，可在机柜1靠近冷凝器32的侧板上密集的排布设置多个进风口，以利于风机34运转时，从进风口吸入的空气优先穿过冷凝器32，使空气能够充分的与冷凝器32实现热交换，方便带走冷凝器32散发的热量。

此外，激光模块4、控制模块5、压缩机31、冷凝器32、水泵35及水箱36等部件在机柜1内还可以是如下布局：

如图7及图8所示，机柜1内设有水平设置的隔板11，该隔板11将机柜1的内部分隔成独立设置的第一容纳室101及第二容纳室102，使第一容纳室101及第二容纳室102在机柜1内呈上下叠加设置。这种上下叠加的布局的方式尤其适用于在立式机柜内布置，以充分发挥立式机柜的结构特点，合理进行整体散热布局。

例如，可以将控制模块5、压缩机31、冷凝器32、水泵35及水箱36均设置在第一容纳室101内，激光模块4设置在第二容纳室102内。由于第一容纳室101及第二容纳室102两者为独立空间，从而将冷却装置2及控制模块5实现与激光模块4分离设计，以利于对激光模块4的单独冷却及更容易实现控制模块5与冷凝器共用风机来实现风冷散热，使机柜1内的整体散热设计布局更合理。

如图7所示，具体的，压缩机31、水泵35及水箱36隔板11上，并位于第一容纳室101的中部，压缩机31为立式压缩机。冷凝器32及控制模块5位于第一容纳室101不同的侧面，风机34则位于第一容纳室101的顶部，冷凝器32及控制模块5形状设置为与第一容纳室101对应的侧面形状相匹配的扁平状的长方体结构，使得冷凝器32、控制模块5及风机34围合在压缩机31外侧，以充分利用第一容纳室101的体积。机柜1靠近冷凝器32的侧板上密集的排布有多个进风口(未标示)，机柜1的顶板正对着风机34的位置设有出风口(未标示)。

本实施例中的机柜1为立式机柜，即机柜1的高度尺寸大于其宽度尺寸，以便于合理的分配机柜1内的第一容纳室101和第二容纳室102的体积和布局，来实现机柜1内的整体散热布局设计，以及便于移动和搬运。机柜1也可是卧式机柜或者其他结构形式机柜，视具体应用场景而定。

此外，由于第一容纳室101及第二容纳室102两者为独立空间，而激光模块4的内部为完全密封，从而也可完全阻隔冷媒板的低温对控制模块5造成影响，避免控制模块5产生凝露现象，影响其正常工作。

激光模块4的光路模块包括泵浦源、合束器、光纤盘、光栅及剥模器等光学器件，冷媒板设置为平板状，冷媒板上设有至少一个冷却面，例如，冷媒板的上、下两个大平面均可当做冷却面，泵浦源、合束器、光纤盘、光栅及剥模器等光学器件可集中设置在同一个冷却面上，也可将泵浦源及合束器设置在同一个冷却面上，其他的光学部件设置在另外的冷却面上，以便于集中对作为主要热源的泵浦源进行散热冷却。

如图9所示，激光模块4的机箱包括箱体41及与该箱体41相匹配的盖体42，盖体42与箱体41的结合处设有密封胶条(未标示)，以实现盖体42与箱体41的密封连接，提高激光模块4内部的密封性。通过打开盖体42可以对箱体41里面的光路模块、冷媒板等构件进行组合装配、更换及维护，盖体42与箱体41的结合处设有密封胶条，提高激光模块4内部的密封性，可以将激光模块4的外部环境与激光模块4的内部环境进行隔离，防止光路模块受到外部环境的影响而发生凝露现象。

机箱的侧壁上设有与冷媒板内部设置的冷却通道连通的冷媒管接头43，冷媒板通过冷媒管接头43与冷却装置的制冷管道连接，以将压缩机31及冷凝器32制取的冷媒引到冷媒板的冷却通道内，冷媒管接头43与机箱侧壁的接合处设有密封圈(未标示)，将冷媒管接头43与机箱的结合处密封。控制模块5通过电缆与激光模块4连接，以实现对激光模块4的控制，电缆与机箱的侧壁的结合处设有电缆防水锁头44或密封航空插头，以将电缆与机箱的结合处密封。激光模块4还连接有用于传输激光的光纤铠缆45，光纤铠缆45通过法兰接头46与机箱的侧壁连接，法兰接头46与机箱的侧壁之间设有密封胶垫，以实现将光纤铠缆45与机箱的结合处密封。

通过以上的几种密封措施，实现了激光模块4内部的完全密封，实现了将激光模块4的外部环境与激光模块4的内部环境进行完全隔离，是激光模块4内的光路模块处于完全密封的情况下工作，防止受到外部环境的影响而发生凝露现象。

如图11所示，在某些实施例中，控制模块5包括电控盒51及设置于电控盒51内的激光器主控板52、冷却装置控制板53、电源模块54、泵浦源驱动器55及压缩机驱动器56。控制模块5通过电控盒51安装固定在机柜1的侧面框架上。

激光器主控板52分别与冷却装置控制板53、电源模块54、泵浦源驱动器55电连接，冷却装置控制板53与压缩机驱动器56及风机34电连接。激光器主控板52作为激光器的主控中心，用于控制冷却装置及激光模块4的正常运转工作，冷却装置控制板53用于接收激光器主控板52的控制指令，控制压缩机31、风机34等运行实现冷却装置的制冷散热。

控制模块5将控制激光器运行的所有控制器件，集成设置在电控盒内，通过激光器主控板52统一控制冷却装置及激光模块4运行，提高了激光器控制的集成性，有利于优化激光器的控制布局，简化激光器的内部结构，减小激光器的体积。同时，将控制模块5的集成设计，也便于控制模块5的维护及装配。

结合图11及图12所示，其中，电源模块54、泵浦源驱动器55及压缩机驱动器56作为控制模块5的主要发热源，需要进行专门的冷却散热，因此，控制模块5还包括设置在电控盒51背面的散热装置57。该散热装置57包括与电源模块54位置相对应第一散热器571，以及与泵浦源驱动器55及压缩机驱动器56位置相对应的第二散热器572。第一散热器571及第二散热器572具有良好的导热性，通过风机34使第一容纳室101内的空气实现对流，将第一散热器571及第二散热器572传导的热量带走，从而实现给电源模块54、泵浦源驱动器55及压缩机驱动器56冷却散热的目的。

参考图3所示，由于电源模块54、泵浦源驱动器55及压缩机驱动器56作为控制模块5的主要发热源，需要进行专门的冷却散热。因此，控制模块5还可这样设置，将激光器主控板52及冷却装置控制板53设置在电控盒51内，通过电控盒51安装固定在机柜1的侧面框架上，电源模块54、泵浦源驱动器55及压缩机驱动器56设置在水箱36的侧板上。电源模块54、泵浦源驱动器55及压缩机驱动器56产生的热量通过水箱36的侧板传递到水箱36内水箱36的冷却水吸收带走，达到水冷散热的目的。

此外，冷却装置还可设置水冷板，水冷板安装固定在机柜1的侧面上，将电源模块54、泵浦源驱动器55及压缩机驱动器56均安装固定在水冷板上。水冷板通过冷却水管37与水泵35及水箱36连接，通过水泵35将水箱36的冷却水循环的泵入水冷板内，源模块54、泵浦源驱动器55及压缩机驱动器56产生的热量被水冷板内循环的冷却水吸收带走，达到水冷散热的目的。

如图10所示，本实用新型一实施的水箱36结构，该水箱36整体为扁平状的长方体结构，以利于水箱36设置在机柜1的侧面时，尽量不会占用机柜1内的空间。扁平状的长方体结构使水箱36具有两个大平面，以便于安装固定电源模块54、泵浦源驱动器55及压缩机驱动器56，可增大水箱36的侧板与电源模块54、泵浦源驱动器55及压缩机驱动器56的接触面积，以提高电源模块54、泵浦源驱动器55及压缩机驱动器56进行水冷散热的效率。

水箱36的另外的侧板上设有与水箱36内设置的换热装置连接冷媒进口361和冷媒出口362，冷媒进口361通过制冷管道与冷媒板连接，冷媒出口362通过制冷管道与压缩机31连接。水箱36的侧板上还设有进水口363和出水口364，进水口363通过冷却水管37与水泵35连接，出水口364通过冷却水管37与输出头2连接。

水箱36内还设有电加热器365，电加热器365用于给水箱36内的冷却水进行加热，以防止在低温环境下(例如冬天的低温环境)水箱36内的冷却水结冰，起到防冻的作用。

机柜1包括顶板、底板及围设于顶板及底板之间的侧板，机柜1的侧面设有至少一个柜门12，柜门12设置的位置及数量可根据机柜1内的构件的布局情况而定，例如为了便于更换及维护控制模块5、压缩机21及冷凝器22，可在机柜1不同的侧板均设置柜门12。

如图7所示，当机柜1被分隔成独立的第一容纳室101和第二容纳室102时，柜门12可以做成分体式柜门，即第一容纳室101的柜门与第二容纳室102的柜门分开设置，可便于独立打开第一容纳室101或第二容纳室102，以对第一容纳室101或第二容纳室102内的构件进行单独的更换及维护。

综上总结，本实用新型的有益效果是：

1、将激光模块、控制模、压缩机、冷凝器、水泵及水箱均集成设置于机柜内，实现了激光器的冷却一体化设计，减小了激光器的总体积、重量以及占用空间，同时提高了激光器的可移动性；

2、冷却装置采用直接蒸发相变制冷的方式，通过冷媒板给激光模块散热，相较于传统的水冷方案，制冷效率更高，制冷温度更低，可快速带走激光模块内部产生的热量，散热效率较高；

3、激光模块进行了模块化设计，通过机箱将光路模块与冷媒板进行了密封处理，使激光器内部的光路模块更不容易接触外部环境，避免了凝露的现象发生；

5、激光模块采用了冷媒板直接冷却，使激光模块的机箱的外部接口更少，更容易进行密封处理，密封性更高；

6、控制模块的采用风冷散热，与冷却装置共用一个风扇，使机内的整体散热设计布局更合理，控制模块与光模块独立散热，避免了控制模块散热受到冷媒板低温的影响容易产生凝露的现象发生。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种采用一体冷却的光纤激光器，包括机柜、输出头、冷却装置、激光模块，以及控制所述冷却装置及激光模块工作的控制模块，其特征在于，

所述冷却装置包括压缩机、冷凝器、冷媒板、水泵、水箱以及设于所述水箱内的换热装置；

所述压缩机、冷凝器及冷媒板通过制冷管道依次首尾连接，所述换热装置通过制冷管道连接在所述压缩机和冷媒板之间，所述输出头内设有冷却水道，所述水泵、水箱及所述冷却水道通过冷却水管依次首尾连接；

所述激光模块、控制模块、压缩机、冷凝器、水泵及水箱均设置于所述机柜内；

所述激光模块包括密封的机箱及设置于所述机箱内的光路模块，所述冷媒板密封的设置于所述机箱内，所述光路模块设置在所述冷媒板上，以冷却所述光路模块。

2.根据权利要求1所述的采用一体冷却的光纤激光器，其特征在于，所述冷凝器由所述机柜的顶部向内倾斜至所述机柜的底部，所述激光模块、控制模块、压缩机及水箱围设在所述冷凝器的外侧，并位于所述机柜不同的侧面上。

3.根据权利要求2所述的采用一体冷却的光纤激光器，其特征在于，所述冷凝器对称设置，所述压缩机位于其中一个冷凝器的外侧，所述水箱位于另一个冷凝器的外侧。

4.根据权利要求1所述的采用一体冷却的光纤激光器，其特征在于，所述压缩机、水泵及水箱设于所述机柜的中部，所述冷凝器及控制模块围设于压缩机、水泵及水箱的外侧，并位于所述机柜不同的侧面。

5.根据权利要求4所述的采用一体冷却的光纤激光器，其特征在于，所述激光模块设于所述机柜侧面，所述激光模块与所述冷凝器或控制模块同侧。

6.根据权利要求4所述的采用一体冷却的光纤激光器，其特征在于，所述机柜被分隔成独立第一容纳室及第二容纳室，所述压缩机、冷凝器、水泵及水箱设于所述第一容纳室内，所述激光模块设于所述第二容纳室内。

7.根据权利要求1所述的采用一体冷却的光纤激光器，其特征在于，所述机柜的顶部设有风机，所述机柜的顶板正对着所述风机的位置设有出风口，所述机柜的底板上或正对着所述冷凝器的侧板上密集的排布有多个进风口。

8.根据权利要求1所述的采用一体冷却的光纤激光器，其特征在于，所述机箱包括箱体及与所述箱体适配的盖体，所述盖体与所述箱体的结合处设有密封胶条；

所述机箱的侧壁设有与所述冷媒板的冷却通道连通的冷媒管接头，所述冷媒板通过所述冷媒管接头与所述冷却通道连接，所述冷媒管接头与所述机箱侧壁的接合处设有密封圈；

所述控制模块通过电缆与所述激光模块连接，所述电缆与所述机箱的侧壁的结合处设有电缆防水锁头或密封航空插头；

所述激光模块连接有用于传输激光的铠缆，所述铠缆通过法兰接头与所述机箱的侧壁连接，所述法兰接头与所述机箱的侧壁之间设有密封胶垫。

9.根据权利要求1所述的采用一体冷却的光纤激光器，其特征在于，所述控制模块包括激光器主控板、冷却装置控制板、电源模块、泵浦源驱动器、压缩机驱动器及电控盒；

所述激光器主控板、冷却装置控制板设于所述电控盒内，所述电源模块、泵浦源驱动器、压缩机驱动器设于所述水箱上；

或者，所述激光器主控板、冷却装置控制板、电源模块、泵浦源驱动器、压缩机驱动器均设于所述电控盒内。

10.根据权利要求9所述的采用一体冷却的光纤激光器，其特征在于，所述控制模块还包括设置在所述电控盒背面的散热装置；

当所述电源模块、泵浦源驱动器、压缩机驱动器设置于所述电控盒内时，所述散热装置包括与所述电源模块位置相对应第一散热器，以及与所述泵浦源驱动器及压缩机驱动器位置相对应的第二散热器。

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